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1、动能 动能定理4.4第四章第四章 机械能和能源机械能和能源教学目标教学方法教学过程板书设计教材分析重点难点一、教材分析本节内容在教科版必修2第四章第四节位置，通过前三节的学习，学生理解了做功的概念，也学会了由功能原理推导重力势能的表达式，为学习动能和动能定理打下了基础。此外，必修2中学习了曲线运动，而匀变速直线运动的基本规律不能全部解决曲线运动的问题，此时也需要提出动能和动能定理，为后面的学习做好铺垫。二、教学目标1.知识与技能（1）知道并理解动能的概念及表达式。（2）理解动能定理，并能进行相关分析和计算。2.过程与方法（1）利用恒力做功、牛顿第二定律和匀变速运动公式演绎推导得出动能定理的表达
2、式。（2）理论联系实际，运用动能定理分析解决问题。3.情感、态度与价值观（1）通过构建物理情景，推导合力做功与动能的变化，培养学生科学思维的学科素养（2）通过观察实验现象、分析实验数据，得到实验结论，培养学生实验探究的学科素养。（3）通过理论联系实际，培养学生用动能以及动能定理解决问题的物理观念。三、教学重、难点1、重点：（1）动能的概念以及表达式的推导。（2）动能定理的理论推导和实验验证。（3）动能定理的适用条件以及初步应用。2、难点：（1）对动能的理解。（2）动能定理的理论推导以及实验验证。（3）对动能定理的理解和应用四、教学方法讲授法问答法演示法实验探究法讨论法五、教学过程问题导入：如图
3、所示，一质量为M的小球由半径为R的四分之一圆弧的圆心处静止释放，不计阻力，求小球落到最低点的速度？若将小球由四分之一的圆弧的顶端静止释放，不计阻力，求小球沿圆弧滑到最低点的速度？R动能的大小动能的大小跟哪些因素有关？跟哪些因素有关？物体由于运物体由于运动而具有的能动而具有的能量叫做量叫做动能动能猜想：速度、质量9V相同时，研究动能与质量的关系M相同时，研究动能与速度的关系演示实验：探究动能与速度和质量的关系当有多个因素影响物理量时，采用控制变量法来研究问题，即实验现象实验现象说明了什么问题？物体的速度相同，质量越大，它的动能就越大。物体的质量相同，速度越大，它的动能就越大。从实验结果来看，我们
4、很容易就会猜测动能与质量和速度分别成正比，事实果真如此吗？现在我们就来推导一下动能 的表达形式。重力做功WG重力势能mgh合外力做功 W动能表达式？速度变化的原因是什么？-合外力 做了多少功就有多少能量发生了变化 物理情景：设一个物体的质量为m，该物体在沿运动方向上的恒力F（合力）的作用下发生一段位移x，速度由v1增大到v2 试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式。Fx力F F做的功：由牛顿第二定律可知由运动学公式可知 由以上三式可得功与质量和速度的关系 从上面式子可以看出，从上面式子可以看出，很可能是一很可能是一个具有特定意义的物理量。因为这个量个具有特定意义的物理量。因
5、为这个量在过程末态和过程初态的差，刚好在过程末态和过程初态的差，刚好等于力对物体做的功，所以等于力对物体做的功，所以 应该应该是我们寻找的动能的表达式。是我们寻找的动能的表达式。对动能表达式的理解：对动能表达式的理解：1、国际单位：焦耳 1kgm2/s2=1Nm=1J2、动能具有瞬时性，是状态量，v是瞬时对地速度3、动能是标量，且没有负值。思考：做匀速圆周运动的物体速度不变，这种说法对吗？做匀速圆周运动的物体动能不变，这种说法对吗？我们得到我们得到F做功表达式做功表达式可以写成：可以写成：合外力所做的功等于物体动能的变化。合外力所做的功等于物体动能的变化。合外力所做的功合外力所做的功 末动能末
6、动能初动能初动能改改改改写写写写2、实验步骤和注意事项在误差允许范围内，合外力做的功等于物体动能的变化量。即：WEk2Ek1=EK1、实验原理 小车的合力等于绳的拉力（约等于砝码及砝码盘的重力），分析纸带的位移和速度，即可算出合力做的功和动能的变化验证合外力做功与物体动能变化的关系4.实验结论3.误差分析动能定理合外合外力（在一个过程中对物体）所做的力（在一个过程中对物体）所做的功功，等于物体（在这个过程中）等于物体（在这个过程中）动能的变化动能的变化。1、内容：内容：2、表达式：表达式：在前面的理论推导和实验探究中都是以恒力作用下的直线运动为情景，请问动能定理适用于曲线运动吗？以平抛运动为例
7、V1V2V1那变力做功能用动能定理吗？动能定理的普适性动能定理的普适性：适用于：适用于任何过程的恒力、变力；任何过程的恒力、变力；直线运动、曲线运动。直线运动、曲线运动。等式左边表示某一过程合外力做功；等式右边表示该过程初、末等式左边表示某一过程合外力做功；等式右边表示该过程初、末两个态的动能变化量，两个态的动能变化量，一定要用末减初。一定要用末减初。动能定理的计算式是标量式，动能定理的计算式是标量式，遵循代数运算，遵循代数运算，从式中可以看出：当合外力对物体做正功时，末动能大于初动能，物体的动能增加；当合外力对物体做负功，或者说物体克服合外力做功时，末动能小于初动能，物体的动能减少。动能定理的理解动能定理的理解思考：若将质量为M的小球由半径为R的四分之一圆弧的顶端静止释放，不计阻力，求小球沿圆弧滑到最低点的速度？若将小球以一定初速度由最低点沿圆弧向上滑动，刚好到达顶端，求初速度？R动手做一做，测量抛物体过程所做的功一、动能 1、定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能 2、表达式：3、单位为焦耳（J），状态量，标量二、动能定理 1、内容：合力所做的功等于物体动能的变化 2、表达式：3、普遍性EK=2122121mvmvw2-=合 原因原因 结果结果 末末初初